從輔導機械創新設計大賽看高職學生創新能力培養

　　摘 要： 機械創新設計大賽對創新型人才培養有重大意義，大賽對于高校素質教育的實施，大學生創新能力、實踐能力的培養與提高產生了巨大的推動作用。本文通過對機械創新大賽的參賽過程和大賽中高職學生暴露出的若干問題的分析，提出針對提高高職學生創新能力培養的幾點建議。
　　關鍵詞： 全國大學生機械創新設計大賽 高職學生 培養創新能力
　　一、機械創新設計大賽的參賽過程
　　全國大學生機械創新設計大賽是全國高校范圍內的四大競賽之一，旨在提高大學生創新設計能力、實踐操作能力和工程實踐能力。第五屆全國大學生機械創新設計大賽（2012年）的主題為“幸福生活——今天和明天”，內容為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計和制作”。大賽的目的在于引導各高校注重培養大學生的創新設計能力、綜合設計能力與團隊協作精神；加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行創新思維、機械設計和工藝制作等實際工作能力；吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優秀人才脫穎而出創造條件。
　　我們依據大賽主題設計制作了參賽作品——休閑娛樂機械“快樂不倒翁”。快樂不倒翁由不倒翁形的外殼、帶有安全帶的座椅及支架、四根帶有滑輪的支撐、彈簧組成，利用連桿滑塊原理實現讓小朋友坐在快樂不倒翁中進行任意方向的搖晃而不會倒下，使小朋友在玩樂的同時得到平衡能力和感官的鍛煉。連桿滑塊的作用、彈簧伸長量的限制、安全帶的使用使得玩樂過程更加安全。
　　1.參賽作品的設計制作全過程。
　　（1）機械的功能構思（以一定的知識為基礎，以創新思維為導向的功能原理設計）；
　　（2）機械系統設計（整體方案設計）；
　　（3）機構的幾何參數綜合設計（自由度、受力、運動與動力分析）；
　　（4）機械零件設計（支撐桿、滑輪、彈簧、底座等）；
　　（5）零件制造裝配調試（零件到成品完成）。
　　2.參賽作品的創新點。
　　（1）認知創新：作品實現了不倒翁的載人。
　　（2）結構創新：連桿滑塊機構的應用，由安全帶和彈簧的拉伸限位保證安全。
　　（3）動力創新：作品由坐在里面的兒童發力帶動玩具及其自身的搖動，節能環保。
　　二、機械創新設計大賽中的若干問題
　　看著快樂不倒翁從零件到整個作品的完成，讓我們有種成就感，但在準備比賽作品過程中也暴露出高職教育的若干問題。
　　1.高職學生的綜合能力有待提高。
　　機械創新設計大賽對于高校素質教育的實施、大學生實踐能力、創新能力的培養與提高產生了巨大的推動作用，已成為檢驗高職工科類大學生實踐能力和創新能力的標尺。大賽要求高職學生知識面廣，具備機械、電子、材料、加工等多方面較高的綜合知識與技能。對作品的表現形式要求較復雜，要求有完整的設計說明書，要使用計算機輔助設計，要有三維模型和動畫，要進行三維仿真，要有視頻錄像，要有作品實物。
　　在準備比賽作品過程中，學生的創意和思路很不錯，可是實現過程中遇到問題不知如何解決，拿不出一套完整的、合理的方案來實現自己的設計，反映出日常教學中理論知識不扎實、不能理論聯系實際、缺少有效的實踐機會。
　　高職學生缺乏系統觀念，需要綜合考慮作品的功能、結構、可操控性等各種因素時，只注重預先設定的功能實現，對其他因素考慮較少。主要原因是高職高專缺乏諸如《機電一體化系統設計》等相關的專業課。
　　高職學生的實際工程設計能力不足，往往將設計重點放在了作品功能設計及實現上，而對結構強度、材料性能等方面的考慮不足。造成這一現象的原因是缺乏實際工程設計經驗。
　　高職學生的基礎理論知識不夠扎實，對一些常見機構、零件的結構、功用、特性不了解或認識不深，比如機械結構方面對構件材料、形狀、尺寸、加工方法、裝配方法等考慮不周。原因是相關專業基礎課的課時量不夠。
　　2.高職學生的合作意識、團隊精神有待強化。
　　機械創新設計大賽以團隊為單位競賽，團隊對于訓練高職學生為集體完成一項任務而進行協作與分工、組織和管理非常有利，可有效縮短學生參加工作后人際關系的磨合期。在團隊組建初就應該有嚴格的紀律和明確的分工，避免出現創新團隊組織渙散、分工不明確、隊員間相互依賴缺乏奉獻精神的現象。
　　3.高職學生的創新意識缺乏不足。
　　《高等教育法》明確規定：“高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。”說明創新能力培養是高職教育的一項重要任務。在準備比賽作品過程中，高職學生的創新意識明顯不足，過多依賴指導老師。主要表現：具有創新意識，但不善于利用和創造條件；思維相當敏捷，但缺乏創新性思維的方式；有創新的靈感，但缺少必備的創新技能；有創新的興趣與熱情，但缺乏毅力。主要原因是高職院校缺乏培養學生創新意識的有效機制。培養學生的創新意識是一個系統工程，必須更新教育思想、轉變觀念，構建創新教育體系，不斷增強學生的創新意識：善于觀察、突破定勢、巧妙構思、方案新穎、實用簡單、功能適當、便于制作。
　　三、培養高職學生創新能力培養的幾點建議
　　1.改革和完善實踐教學體系和內容，提高高職學生的實際動手能力。
　　實踐環節是理論結合實際的橋梁，是培養高職學生由知識型向能力型轉變的重要途徑，在培養學生的創新能力方面有著不可替代的作用。拓寬學生的知識面這就要求高職院校豐富實踐教學環節的教學內容，改革實踐教學模式。實踐實訓條件應包括機械創新實訓室（機械原理、機械設計、機械創新設計）、機械工程軟件實訓室（autocad、pro-e、ug、cimetron等）、虛擬仿真實訓室等。實踐教學內容應減少驗證性的，多采用項目驅動方式。借助這些實訓條件幫助學生積累實際經驗，培養他們的動手能力、分析問題與解決問題的能力和協作能力。
　　2.加強引導創新實踐過程，增強高職學生的人文底蘊。
　　幫助高職學生明確設計目標，學習必要的設計知識，避免創新設計中的盲目性，同時還要增強人文底蘊，通過多種途徑讓學生開闊視野，鼓勵他們多涉獵一些色彩、造型、工業設計史等方面的知識，這些知識不僅可以幫助學生設計出較好的作品，而且它向學生傳達的理念中很多是可以直接套用到創新設計中的。
　　3.健全機制，構建高職院校創新平臺。
　　建立學生創新實踐基地平臺，組織比賽。以創新社團為載體，塑造學生的創新人格；以創新比賽為平臺，激發創新欲望；以制度為保障，保持創新積極性；以學習能力培養為落腳點，培養高職學生的創新能力。
　　參考文獻：
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